第六章燃气管网的水力计算（二）课件.ppt

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1、CHAP6 燃气管网的水力计算燃气管网的水力计算6.2枝状管网的水力计算枝状管网的水力计算n n管网基本上可分为枝状管网和环状管网n n城市燃气干管一般都设计成环状管网n n自干管接出的配气管及室内燃气管道一般都是枝状管网n n本节讲述枝状管网的水力计算6.2.1室外枝状管网室外枝状管网n n室外枝状管网的水力计算，一般按以下步骤进行：先对管道的节点依次进行编号；先对管道的节点依次进行编号；根据布置好的管线图和用气情况，确定根据布置好的管线图和用气情况，确定 各管各管段的计算流量。段的计算流量。计算流量按同时工作系数法进行计算，下表是计算流量按同时工作系数法进行计算，下表是居民生活用燃具的同时

2、工作系数居民生活用燃具的同时工作系数k。居民生活用燃具的同居民生活用燃具的同时时工作系数工作系数k k同类型燃具数目N燃气双眼灶燃气双眼灶和快速热水器同类型燃具数目N燃气双眼灶燃气双眼灶和快速热水器11.001.00400.390.1821.000.56500.380.17830.850.44600.370.17640.750.38700.360.17450.680.35800.350.17260.640.31900.3450.17170.600.291000.340.1780.580.272000.310.1690.560.263000.300.15100.540.254000.290.14

3、150.480.225000.280.138200.450.217000.260.134250.430.2010000.250.13300.400.1920000.240.12 然后选取枝状管网的干管，根据给定的允许压然后选取枝状管网的干管，根据给定的允许压力降及由高程差而产生的附加压头来确定管道力降及由高程差而产生的附加压头来确定管道的单位长度允许压力降；的单位长度允许压力降；根据管段的计算流量及单位长度允许压力降来根据管段的计算流量及单位长度允许压力降来选择标准管径；选择标准管径；根据所选的标准管径，求出各管段实际阻力损失（摩擦阻力损失和局部阻力损失），进而求得干管总的阻力损失。在计算支管

4、之前，先检查干管的计算结果，若在计算支管之前，先检查干管的计算结果，若总阻力损失趋近允许压力降，则认为计算合格；总阻力损失趋近允许压力降，则认为计算合格；否则要适当变动某些管径，再进行计算，直到否则要适当变动某些管径，再进行计算，直到符合要求为止。符合要求为止。最后对支管进行水力计算。n 例例 如图所示，天然气密度如图所示，天然气密度0 0=0.73kg/Nm3=0.73kg/Nm3，每，每户的用具为一个燃气双眼灶和一个快速热水器，户的用具为一个燃气双眼灶和一个快速热水器，额定流量分别是额定流量分别是0.7m0.7m3 3/h/h和和1.7m1.7m3 3/h/h，此管道允许，此管道允许压力降

5、为压力降为350Pa350Pa，求各管段的管径。，求各管段的管径。n 解解 将各管段依次进行节点编号，取管段将各管段依次进行节点编号，取管段1-2-3-1-2-3-4-54-5为干管，总长为干管，总长150m150m，根据给定的允许压力降，根据给定的允许压力降350Pa350Pa，考虑局部阻力取，考虑局部阻力取10%10%，单位长度摩擦损失，单位长度摩擦损失为：为：n Pa/m Pa/mn以以4-54-5管段为例，额定流量管段为例，额定流量q q=2.4m3/h=2.4m3/h，用户数，用户数N N=50=50户，查表户，查表4-44-4得同时工作系数得同时工作系数k k=0.178=0.17

6、8，管段，管段计算流量为：计算流量为：n m3/h m3/h为了利用图为了利用图4-24-2进行水力计算，进行水力计算，要进行密度修正。要进行密度修正。n由由Q Q=21.36m3/h=21.36m3/h，在，在 Pa/mPa/m附近查得附近查得 d d=50mm=50mm，Pa/m Pa/m；n对应实际密度下的单位长度摩擦阻力损失对应实际密度下的单位长度摩擦阻力损失n Pa/m Pa/m，n该管段长该管段长40m40m，摩擦阻力损失，摩擦阻力损失 ：n Pa Pan n n干管各管段计算结果列表于下表，从表中干管各管段计算结果列表于下表，从表中可见干管总阻力损失为可见干管总阻力损失为349.

7、36Pa，趋近，趋近允许压力降允许压力降350Pa。如果不适合，则要调。如果不适合，则要调整某些管径，再次计算。整某些管径，再次计算。枝状管网水力枝状管网水力计计算表算表管管段段号号额额定流定流量量q（m3/h）用用户户数数N（户户）同同时时工作工作系数系数k计计算流算流量量Q（m3/h）管径管径d（mm）实际实际P/l（Pa/m）管段管段长长度度l（m）摩擦阻力摩擦阻力损损失失P1（Pa）总总阻力阻力损损失失P（Pa）4-52.4500.17821.36501.834073.23-481.36802.404096.42-3140.761001.754070.01-22.41200.16818

8、9.141002.603078.0合合计计317.6317.61.1=349.363-62.41500.16559.40801.61100161.0n支管的水力计算有两种方法：支管的水力计算有两种方法：n全压法和等压降法，此处采用全压降法。由于全压法和等压降法，此处采用全压降法。由于支管支管3-6与干管与干管3-4-5并联，其允许压力降并联，其允许压力降 n Pa，n单位长度摩擦阻力损失单位长度摩擦阻力损失 n Pa/mn仿照干管的水力计算，得管径仿照干管的水力计算，得管径d=80mm，实，实际摩擦阻力损失际摩擦阻力损失 Pa，n趋近允许压力降趋近允许压力降169.6Pa，见上表。，见上表。6

9、.2.2 室内燃气管道室内燃气管道n n室内燃气管道是指从引入管到管道末端燃具前的室内燃气管道是指从引入管到管道末端燃具前的室内燃气管道是指从引入管到管道末端燃具前的室内燃气管道是指从引入管到管道末端燃具前的管道，其阻力损失应不大于下表的规定。管道，其阻力损失应不大于下表的规定。管道，其阻力损失应不大于下表的规定。管道，其阻力损失应不大于下表的规定。低压燃气管道允许的阻力损失低压燃气管道允许的阻力损失 燃气种燃气种类类从建筑物引入管至管道末端阻力从建筑物引入管至管道末端阻力损损失（失（Pa）单层单层建筑建筑多多层层建筑建筑人工煤气、人工煤气、矿矿井气、液化井气、液化石油气混空气石油气混空气15

10、0250天然气、油田伴生气天然气、油田伴生气250350液化石油气液化石油气350600n n在水力计算前，必须根据燃气用具的数量在水力计算前，必须根据燃气用具的数量和布置的位置，画出管道平面图和系统图，和布置的位置，画出管道平面图和系统图，以后的步骤与室外枝状管网基本相同。室以后的步骤与室外枝状管网基本相同。室内管道部件较多，局部阻力要一一计算，内管道部件较多，局部阻力要一一计算，由于高程变化大，管道的附加压头也要计由于高程变化大，管道的附加压头也要计算在内。算在内。n例如下图所示的某六层居民住宅，天然气密度0=0.73kg/Nm3，每户的用具为一个燃气双眼灶和一个快速热水器，额定流量分别是

11、0.7m3/h和1.7m3/h，此管道允许压力降为250Pa，求各管段的管径。n解解将各管段进行节点编号，标出各管段将各管段进行节点编号，标出各管段的长度；的长度；n根据各管段的用具数及同时工作系数，计根据各管段的用具数及同时工作系数，计算管段的计算流量；算管段的计算流量；n估计室内管道的局部阻力为摩擦阻力的估计室内管道的局部阻力为摩擦阻力的50%，n根据允许压力降根据允许压力降250Pa和最长管线和最长管线35m，得单位长度平均摩擦损失为：，得单位长度平均摩擦损失为：n Pa/Mn以以0-1管段为例：热水器额定流量管段为例：热水器额定流量q=1.7m3/h，n对一户而言，同时工作系数对一户而

12、言，同时工作系数k=1.00，n计算流量为计算流量为Q=1.7 m3/h，n为了利用图为了利用图4-2进行水力计算，要进行密度进行水力计算，要进行密度修正：修正：n Pa/Mn由由Q=1.7 m3/h，在，在n Pa/m附近查得管径附近查得管径d=15mm（天然气支管管径不得小于（天然气支管管径不得小于15mm），），n Pa/m；n对应实际密度下对应实际密度下 的的 Pa/m。n采用当量长度法计算局部阻力损失：。查表采用当量长度法计算局部阻力损失：。查表4-3知，知，d=15mm、=1时的当量长度时的当量长度l2=0.4m，则当量长度，则当量长度m，管段计算长度，管段计算长度m，管段压降，管

13、段压降Pa。CHAP2 城市燃气需用量及城市燃气需用量及供需平衡供需平衡2.3 燃气输配系统的燃气输配系统的小时计算流量小时计算流量本节内容：本节内容：n n2.3.1 2.3.1 城市燃气分配管道的计算流量城市燃气分配管道的计算流量n n2.3.2 2.3.2 室内和庭院燃气管道的计算流量室内和庭院燃气管道的计算流量前言：前言：确定燃气输配系统的小时计算流量的意义：确定燃气输配系统的小时计算流量的意义：一、城市燃气输配系统的管径及设备（包括储气罐的设置）一、城市燃气输配系统的管径及设备（包括储气罐的设置）不能直接用燃气的年用气量来确定；应按燃气计算月的小不能直接用燃气的年用气量来确定；应按燃

14、气计算月的小时最大流量进行计算。时最大流量进行计算。二、小时计算流量的确定：影响燃气输配的经济性和可靠性。二、小时计算流量的确定：影响燃气输配的经济性和可靠性。小时计算流量定得偏高，将会增加输配系统的金属用小时计算流量定得偏高，将会增加输配系统的金属用量和基建投资；量和基建投资；小时计算流量定得偏低，影响用户的正常用气。小时计算流量定得偏低，影响用户的正常用气。两种计算方法：n n一、不均匀系数法一、不均匀系数法n n二、同时工作系数法二、同时工作系数法2.3.1 城市燃气分配管道的计算流量城市燃气分配管道的计算流量n n应用不均匀系数法计算小时最大用气量计算公式如下：应用不均匀系数法计算小时

15、最大用气量计算公式如下：n n式中式中 计算流量计算流量（NMNM3 3/h/h）；）；n n 年用气量年用气量 （NMNM3 3/a/a）;n n 月高峰系数；月高峰系数；n n 日高峰系数；日高峰系数；n n 小时高峰系数。小时高峰系数。例题例题1n n计算北京地区一庭院管道输气干管，从中低压调压站至小区庭计算北京地区一庭院管道输气干管，从中低压调压站至小区庭院管入口，居住小区共有居民院管入口，居住小区共有居民860860户，计算该地区的燃气的小户，计算该地区的燃气的小时计算用量？户居民按时计算用量？户居民按3.23.2计算。计算。已知，天然气低热值为已知，天然气低热值为36216kJ/m

16、36216kJ/m3 3。解解:由于北京生活社会化程度高，晚饭用热量高，故不均匀系数取由于北京生活社会化程度高，晚饭用热量高，故不均匀系数取得偏高），得偏高），取取 得到：得到：2.3.2 室内和庭院燃气管道的计算流量室内和庭院燃气管道的计算流量 该计算流量一般按燃气用具的额定耗气量和同时工作系该计算流量一般按燃气用具的额定耗气量和同时工作系数来确定。数来确定。同时工作系数法求管道计算流量，公式如下：同时工作系数法求管道计算流量，公式如下：式中式中 庭院及室内燃气管道的计算流量（庭院及室内燃气管道的计算流量（N Nmm3 3/h);/h);不同类型用户的同时工作系数，当缺乏资料时，不同类型用户

17、的同时工作系数，当缺乏资料时，可取为可取为1 1；相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数；相同燃具或相同组合燃具的同时工作系数；相同燃具或相同组合燃具的额定流量（相同燃具或相同组合燃具的额定流量（N Nmm3 3/h);/h);相同燃具或相同组合燃具数。相同燃具或相同组合燃具数。居民生活燃气的同时工作系数Kn n注：表中注：表中“双眼灶双眼灶”是指一户居民装设一个双眼是指一户居民装设一个双眼灶的同时工作系数灶的同时工作系数n n 表中表中“燃气双眼灶和快速热水器燃气双眼灶和快速热水器”是指一户是指一户居民装设一个双眼灶和一个快速热水器的同时工居民装设一个双眼灶和一个快速热水器的同时工作系数。作系

18、数。n n讨论：用户数越多，同时工作系数也越小。用户数越多，同时工作系数也越小。同时工作系数与燃气设备类型有关。同时工作系数与燃气设备类型有关。例题例题2n n以例以例1 1计算小时流量，若在上述用户中有计算小时流量，若在上述用户中有368368户装快速热水器，户装快速热水器，计算该庭院管道输气干管的小时计算用量。已知双眼灶热负计算该庭院管道输气干管的小时计算用量。已知双眼灶热负荷荷23450kJ/h23450kJ/h，快速热水器热负荷，快速热水器热负荷35590kJ/h35590kJ/hn n解：解：n n假定只装双眼灶，假定只装双眼灶，n n结论：同时工作系数法计算得到的小时计算流量结论：同时工作系数法计算得到的小时计算流量大于不均匀系数法计算出的小时流量。大于不均匀系数法计算出的小时流量。n n设计应采用较大值，即设计建筑燃气即庭院管道设计应采用较大值，即设计建筑燃气即庭院管道和室内管道时，应采用同时工作系数法计算燃气和室内管道时，应采用同时工作系数法计算燃气小时计算用量。小时计算用量。